Литий-серные батареи с быстрой зарядкой

06.01.2025

Исследователи под руководством профессора Чон-Сунг Ю из Департамента энергетических наук и техники DGIST достигли значительного прорыва в разработке литий-серных аккумуляторов. Новая технология позволяет существенно ускорить процесс зарядки, сохраняя высокую энергоемкость и долговечность батарей.

Литий-серные аккумуляторы уже давно привлекают внимание благодаря своей высокой плотности энергии и низкой стоимости серы, используемой в качестве материала. Однако их широкое применение сдерживалось из-за таких проблем, как миграция полисульфидов лития, которая ухудшает производительность и долговечность батарей.

Для решения этих задач ученые синтезировали новый многопористый углеродный материал с высокой графитированностью, легированный азотом. Этот инновационный материал был интегрирован в катод батареи, что позволило сохранить высокую энергоемкость даже при интенсивной эксплуатации.

Важным достижением стало использование многофункционального углеродного материала, синтезированного простым методом термического восстановления с участием магния, в качестве носителя серы. Такая конструкция обеспечила эффективное подавление миграции полисульфидов лития, что существенно повысило стабильность батареи.

Одним из ключевых результатов исследования стала возможность полной зарядки батареи всего за 12 минут. При этом аккумулятор достиг емкости 705 мАч, что в 1,6 раза больше по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Более того, благодаря азотному легированию углеродной поверхности удалось сохранить 82% первоначальной емкости даже после 1000 циклов зарядки и разрядки.

Профессор Чон-Сунг Ю подчеркнул, что их работа фокусировалась на улучшении скорости зарядки и стабильности литий-серных аккумуляторов с использованием простых и эффективных методов синтеза. Ученый выразил надежду, что их исследование ускорит коммерциализацию литий-серных батарей, открывая путь к созданию более доступных и производительных источников энергии.

Этот прорыв имеет потенциал изменить будущее хранения энергии, предоставляя экологически безопасные и экономически выгодные решения для широкого спектра применений, от электромобилей до портативной электроники.

<< Назад: Ранее чтение помогает стать успешным 06.01.2025

>> Вперед: Озноб пожилых людей 05.01.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Новая технологическая платформа для чипов носимой электроники и Интернета вещей 02.10.2014 Рынки Интернета вещей и носимой электроники начинают развиваться, и на этой волне компания TSMC предложила технологическую платформу, которую можно использовать для выпуска продуктов со сверхмалым энергопотреблением. В рамках этой платформы предусмотрено несколько техпроцессов, которые обеспечивают значительное уменьшение энергопотребления, а также экосистема проектирования, которая позволяет сократить время появления новой продукции на рынке. Ранее, до появления указанной платформы, TSMC предлагала технологические процессы 0.18eLL (экстремально низкие токи утечки и нормы 0,18 мкм), 90uLL (сверхмалые токи утечки и 90 нм), а также техпроцесс на основе FinFET-транзисторов (18 нм). Теперь же к ним добавились техпроцессы 28ULP, 40ULP и 55ULP (28, 40 и 55 нм, сверхмалое энергопотребление). Микросхемы, изготовленные по этим техпроцессам способны работать на тактовых частотах до 1,2 ГГц. Предлагая широкий спектр технорм, TSMC дает возможность клиентам выбрать наиболее оптимальный техпроцесс для каждого конкретного случая. Новые техпроцессы по сравнению с техпроцессами предыдущих поколений дают возможность уменьшить рабочее напряжение полупроводниковых приборов на 20-30%, благодаря чему уменьшается энергопотребление, как в режиме ожидания, так и в активном режиме. Соответственно, увеличивается время работы от батарей. А для устройств носимой электроники и Интернета вещей это критически важный момент. В TSMC сообщают, что пробный выпуск первых изделий по техпроцессам 28ULP, 40ULP и 55ULP будет начат в 2015 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025